新型催化體系豐富了有機硫化物的轉化路線
時間：2023-06-02 來源：中國科學報
有機硫化合物是有機合成中最基本的合成砌塊之一，同時也普遍存在于許多天然產物和化石資源中。因此，對C-S鍵活化模式與機理的探索引起了研究者的廣泛關注。近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員戴文團隊在多相催化有機硫化物的高值轉化與利用研究方面取得新進展。團隊利用石墨烯包裹的鈷（Co）納米顆粒和原子分散的Co-Nx協同催化策略，實現了一系列芳香族及脂肪族有機硫化物C-S鍵的氧化斷裂到腈和酰胺類化合物的轉化。相關成果發表在《自然—通訊》上。
轉化示意圖（大連化物所供圖）
目前，均相過渡金屬催化的C-S鍵催交叉偶聯和C-S鍵的還原裂解均取得了重要進展。相比之下，由于氧化條件下化學選擇性難控制，有機硫化物中C-S鍵的氧化裂解和官能團化仍未得到充分認識。
在上述研究背景下，戴文團隊開發了一種簡單、高效的多相催化體系。在以分子氧為氧化劑、氨水為氨源的條件下，實現了石墨烯包裹的Co納米顆粒和原子分散的Co-Nx協同催化多種類型的芳香族，并通過改變反應條件，實現了腈和酰胺類產物的選擇性調控。研究還發現，該方法的放大實驗仍具有較高的產物選擇性，且催化劑多次循環后依舊保持穩定的產品收率，在工業化方面可提供參考。更值得一提的是，該方法在重油的氧化脫硫反應中也得到了很好的應用。
該方法不但豐富和升級了有機硫化物的轉化路線，并且還為含巰基藥物、農藥及生物活性分子等先導化合物的改造與修飾提供了一條高效、通用的新途徑。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-38614-2
